(57)【要約】【課題】接合強度を向上させ、電磁波ノイズのような外部雑音に強いシリコンコンデンサーマイクロフォン及びそのパッケージ方法を提供すること。【解決手段】  音響ホールが形成された金属ケース１１０と、ＭＥＭＳマイクロフォンチップ１０と、電圧ポンプ２２及びバッファＩＣ２４が内蔵されたＡＳＩＣチップ２０とが実装されており、金属ケース１１０と接合するための接続パターン１２１が形成された基板１２０と、金属ケース１１０を基板１２０に固定させる仮溶接点１３０と、仮溶接点１３０により固定された金属ケース１１０及び基板１２０の全体接合面の周りに塗布されて、金属ケース１１０と基板１２０とを接合する接着剤１４０と、を備えることを特徴とするシリコンコンデンサーマイクロフォンが提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響ホールが形成された金属ケースと、
ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）マイクロフォンチップと、電圧ポンプ及びバッファＩＣが内蔵された特殊目的型半導体（ＡＳＩＣ）チップとが実装されており、前記金属ケースと接合するための接続パターンが形成された基板と、
前記金属ケースを前記基板に固定させる固定手段と、
前記固定手段により固定された前記金属ケース及び前記基板の全体接合面の周りに塗布されて、前記金属ケースと前記基板とを接合する接着剤と、
を備えることを特徴とするシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項２】
前記固定手段は、レーザー又はハンダ付けの仮溶接により形成された仮溶接点であることを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項３】
前記接着剤は、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、シルバーペースト、シリコン、ウレタン、アクリル、クリームソルダーのうちのいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項４】
前記金属ケースは、円筒状又は四角筒状であることを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項５】
前記金属ケースの終端部は、外側に曲げられて翼が形成された形状であることを特徴とする、請求項４に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項６】
前記基板は、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）基板、セラミック基板、ＦＰＣＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）基板、メタルＰＣＢのうちのいずれかの基板であることを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項７】
前記金属ケースの材質は、黄銅、アルミニウム及びニッケル合金のうちのいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項８】
前記基板は、前記金属ケースが実装される面の反対側の面に外部回路と接続する接続端子が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項９】
前記基板は、前記金属ケースが実装される面に外部回路と接続する接続端子が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１０】
ＭＥＭＳチップ及び特殊目的型半導体（ＡＳＩＣ）チップが実装され、接続パターンが形成された基板を投入するステップと、
金属ケースを投入するステップと、
前記基板の接続パターンに前記金属ケースを整列するステップと、
前記金属ケースを前記基板の接続パターンに仮溶接して固定するステップと、
前記固定された金属ケースと基板の全体接続面の周りとを接着剤で接合するステップと、
前記接着剤を硬化させるステップと、
を含むことを特徴とする、シリコンコンデンサーマイクロフォンのパッケージ方法。
【請求項１１】
底面が閉塞された金属ケースと、
外部音響を入力するための音響ホールが形成されており、前記音響ホールの周囲には、前記音響ホールをハンダ付けによりシーリングするためのシーリング端子が形成されており、ＭＥＭＳマイクロフォンチップと、電圧ポンプ及びバッファＩＣが内蔵された特殊目的型半導体（ＡＳＩＣ）チップとが実装されており、前記金属ケースと接合するための接続パターンが形成されている基板と、
前記金属ケースを前記基板に固定させる固定手段と、
前記固定手段により固定された前記金属ケース及び前記基板の全体接合面の周りに塗布されて、前記金属ケースと前記基板とを接合する接着剤と、
を備えることを特徴とするシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１２】
前記固定手段は、レーザー又はハンダ付けの仮溶接により形成された仮溶接点であることを特徴とする、請求項１１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１３】
前記接着剤は、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、シルバーペースト、シリコン、ウレタン、アクリル、クリームソルダーのうちのいずれかであることを特徴とする、請求項１１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１４】
前記音響ホールは、前記ＭＥＭＳチップが付着された位置の基板に形成されたことを特徴とする、請求項１１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１５】
第１の音を流入するための第１の音流入ホールが形成された金属ケースと、
第２の音を流入するための第２の音流入ホールが形成されており、ＭＥＭＳマイクロフォンチップと、電圧ポンプ及びバッファＩＣが内蔵された特殊目的型半導体（ＡＳＩＣ）チップとが実装されており、前記金属ケースと接合するための接続パターンが形成された基板と、
前記第１の音流入ホール又は前記第２の音流入ホールを介して入力されたいずれかの音響を位相遅延させるための位相遅延体と、
前記金属ケースを前記基板に固定させる固定手段と、
前記固定手段により固定された前記金属ケース及び前記基板の全体接合面の周りに塗布されて、前記金属ケースと前記基板とを接合する接着剤と、
を備えることを特徴とする、シリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１６】
前記固定手段は、レーザー又はハンダ付けの仮溶接により形成された仮溶接点であることを特徴とする、請求項１５に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１７】
前記接着剤は、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、シルバーペースト、シリコン、ウレタン、アクリル、クリームソルダーのうちのいずれかであることを特徴とする、請求項１５に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１８】
前記基板は、前記金属ケースが実装される面の反対の面に外部回路と接続する接続端子が形成されたことを特徴とする、請求項１５に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１９】
前記基板は、前記金属ケースが実装される面に外部回路と接続する接続端子が形成されたことを特徴とする、請求項１５に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項２０】
前記位相遅延体は、前記金属ケースに形成された第１の音流入ホールの内側もしくは外側または前記基板に形成された第２の音流入ホールの内側もしくは外側のうちのいずれかに設置されたことを特徴とする、請求項１５に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンコンデンサーマイクロフォンおよびそのパッケージ方法に関し、さらに詳細には、マイクロフォンのケースをＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）と接合する、コンデンサーマイクロフォンのパッケージ方法及びそれによるコンデンサーマイクロフォンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、移動通信端末機やオーディオなどに広く用いられるコンデンサーマイクロフォンは、電圧バイアス要素、音圧に対応して変化するキャパシタ（Ｃ）を形成するダイアフラム／バックプレートセット及び出力信号をバッファリングするための電界効果トランジスタ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＪＦＥＴ）とからなる。このような伝統的な方式のコンデンサーマイクロフォンは、１つのケース内に振動板、スペーサリング、絶縁リング、バックプレート、通電リングおよびＰＣＢが一体に組み立てられる組立体からなる。
【０００３】
一方、最近には、微細装置の集積化のために用いられる技術として、マイクロマシニングを利用した半導体加工技術がある。この技術は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）とも呼ばれ、半導体工程、特に集積回路技術を応用したマイクロマシニング技術を利用し、μｍ単位の超小型センサやアクチュエータ及び電気機械的構造物を製作することができる。このようなマイクロマシニング技術を利用して製作されたＭＥＭＳチップマイクロフォンは、超精密微細加工により小型化、高性能化、多機能化、集積化が可能であり、安定性及び信頼性を向上させ得るという長所がある。
【０００４】
【特許文献１】米国特許６，７８１，２３１号明細書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このようにマイクロマシニング技術を利用して製作されたＭＥＭＳチップマイクロフォンは、電気的駆動及び信号処理を必要とするため、他の特殊目的型半導体（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップデバイスと共にパッケージ化する必要がある。
【０００６】
従来のＭＥＭＳチップマイクロフォンをパッケージングする技術には、特許文献１「環境と干渉が遮断されたＭＥＭＳパッケージ（ＭＩＣＲＯ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭ  ＰＡＣＫＡＧＥ  ＷＩＴＨ  ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ  ＡＮＤ  ＩＮＴＥＲＦＥＲＥＮＣＥ  ＳＨＩＥＬＤ）」がある。特許文献１に示されたパッケージング技術は、導電層と不導電層が交互に重なっている多層の基板上に、内部導電層及び外部導電層からなるカバーを、導電性接着剤を利用して接着した構造からなっている。
【０００７】
したがって、このような従来のパッケージング方式は、工程が複雑で製造原価が上昇し、接合性が落ち、金属ハウジングとは異なり、不導体を用いることによって、電磁波ノイズなどの外部雑音に敏感であるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、マイクロフォンのケースを基板と接着剤で接合する、新規かつ改良されたシリコンコンデンサーマイクロフォンのパッケージ方法及びそれによるシリコンコンデンサーマイクロフォンを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、マイクロフォンのケースを基板と接着剤で接合するとき、ケースの動きを防止するために、マイクロフォンのケースを基板に固定した後に、接着剤で接合するシリコンコンデンサーマイクロフォンのパッケージ方法及びそれによるシリコンコンデンサーマイクロフォンを提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、ＭＥＭＳマイクロフォン部品が固着された基板に金属ケースの終端部をレーザー溶接により仮溶接して固定した後、接着剤で接合することで、不良の発生を防止し、接合強度を向上させ、電磁波ノイズのような外部雑音に強いシリコンコンデンサーマイクロフォン及びそのパッケージ方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、音響ホールが形成された金属ケースと、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）マイクロフォンチップと、電圧ポンプ及びバッファＩＣが内蔵された特殊目的型半導体（ＡＳＩＣ）チップとが実装されており、金属ケースと接合するための接続パターンが形成された基板と、金属ケースを基板に固定させる固定手段と、固定手段により固定された金属ケース及び基板の全体接合面の周りに塗布されて、金属ケースと基板とを接合する接着剤と、を備えることを特徴とするシリコンコンデンサーマイクロフォンが提供される。
【００１２】
上記固定手段は、レーザー又はハンダ付けの仮溶接により形成された仮溶接点であってもよい。上記接着剤は、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、シルバーペースト、シリコン、ウレタン、アクリル、クリームソルダーのうちのいずれかであってもよい。
【００１３】
上記金属ケースは、円筒状又は四角筒状であってもよい。該金属ケースの終端部は、外側に曲げられて翼が形成された形状であってもよい。
【００１４】
上記基板は、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）基板、セラミック基板、ＦＰＣＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）基板、メタルＰＣＢのうちのいずれかの基板であってもよい。上記金属ケースの材質は、黄銅、アルミニウム及びニッケル合金のうちのいずれかであってもよい。
【００１５】
上記基板は、金属ケースが実装される面の反対側の面に外部回路と接続する接続端子が形成されてもよく、金属ケースが実装される面に外部回路と接続する接続端子が形成されてもよい。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ＭＥＭＳチップ及び特殊目的型半導体（ＡＳＩＣ）チップが実装され、接続パターンが形成された基板を投入するステップと、金属ケースを投入するステップと、基板の接続パターンに金属ケースを整列するステップと、金属ケースを基板の接続パターンに仮溶接して固定するステップと、固定された金属ケースと基板の全体接続面の周りとを接着剤で接合するステップと、接着剤を硬化させるステップと、を含むことを特徴とする、シリコンコンデンサーマイクロフォンのパッケージ方法が提供される。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、底面が閉塞された金属ケースと、外部音響を入力するための音響ホールが形成されており、音響ホールの周囲には、音響ホールをハンダ付けによりシーリングするためのシーリング端子が形成されており、ＭＥＭＳマイクロフォンチップと、電圧ポンプ及びバッファＩＣが内蔵された特殊目的型半導体（ＡＳＩＣ）チップとが実装されており、金属ケースと接合するための接続パターンが形成されている基板と、金属ケースを基板に固定させる固定手段と、固定手段により固定された金属ケース及び基板の全体接合面の周りに塗布されて、金属ケースと基板とを接合する接着剤と、を備えることを特徴とするシリコンコンデンサーマイクロフォンが提供される。
【００１８】
上記固定手段は、レーザー又はハンダ付けの仮溶接により形成された仮溶接点であってもよい。上記接着剤は、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、シルバーペースト、シリコン、ウレタン、アクリル、クリームソルダーのうちのいずれかであってもよい。上記音響ホールは、ＭＥＭＳチップが付着された位置の基板に形成されてもよい。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１の音を流入するための第１の音流入ホールが形成された金属ケースと、第２の音を流入するための第２の音流入ホールが形成されており、ＭＥＭＳマイクロフォンチップと、電圧ポンプ及びバッファＩＣが内蔵された特殊目的型半導体（ＡＳＩＣ）チップとが実装されており、金属ケースと接合するための接続パターンが形成された基板と、第１の音流入ホール又は第２の音流入ホールを介して入力されたいずれかの音響を位相遅延させるための位相遅延体と、金属ケースを基板に固定させる固定手段と、固定手段により固定された金属ケース及び基板の全体接合面の周りに塗布されて、金属ケースと基板とを接合する接着剤と、を備えることを特徴とする、シリコンコンデンサーマイクロフォンが提供される。
【００２０】
上記固定手段は、レーザー又はハンダ付けの仮溶接により形成された仮溶接点であってもよい。上記接着剤は、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、シルバーペースト、シリコン、ウレタン、アクリル、クリームソルダーのうちのいずれかであってもよい。
【００２１】
上記基板は、金属ケースが実装される面の反対の面に外部回路と接続する接続端子が形成されてもよく、金属ケースが実装される面に外部回路と接続する接続端子が形成されてもよい。
【００２２】
上記位相遅延体は、金属ケースに形成された第１の音流入ホールの内側もしくは外側または基板に形成された第２の音流入ホールの内側もしくは外側のうちのいずれかに設置されてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように本発明によれば、金属ケースを基板にレーザーまたはハンダ付けで仮溶接して固定した後に、接着剤で接合することで、接合時にケースが固定されて不良が発生せず、接合力が強くて機械的堅固性が向上し、外部雑音にも強く、特に工程費用を低減して、全体製造原価を大幅低くすることができるという長所がある。
【００２４】
また、従来のマイクロフォン製造工程において、金属ケースとＰＣＢとを接合する工程であるカーリング工程をなくし、コンデンサーマイクロフォン用部品が実装されたＰＣＢ基板に金属ケースを接着剤で接合することで、ケースとＰＣＢ基板との間の電気的な導電特性を向上させることができ、かつ外部から音圧が流入できないように密封して音響特性も向上させることができる。
【００２５】
また、ＰＣＢの形態がケースにより制限されないため、マイクロフォンに用いられるＰＣＢのデザインを自由に決めることができ、色々な形態の端子形成が可能であり、従来のように、カーリングの際に加えられる物理的な力がなくても作業が可能なので、さらに薄いＰＣＢの適用が可能であり、このように薄いＰＣＢを使用する場合、製品の高さを低くすることができることから、薄型のマイクロフォンも製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
まず、本発明に係る実施の形態は、ケースに音響ホールが形成された例を第１の実施の形態として、第１の実施の形態の複数の変形例を説明し、基板に音響ホールが形成された例を第２の実施の形態として、第２の実施の形態の複数の変形例を説明し、指向性マイクロフォンの例を第３の実施の形態として、第３の実施の形態の複数の変形例を説明する。
【００２８】
１．第１の実施の形態
１．１）第１の実施の形態の第１の変形例
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る第１の変形例の側断面図であり、図２は、第１の変形例の分離斜視図であり、図３は、本発明の第１の実施の形態に用いられるＭＥＭＳチップマイクロフォンの構造を示す例示図であり、図４は、本発明の第１の実施の形態に係るシリコンコンデンサーマイクロフォンの回路図である。
【００２９】
本発明の第１の実施の形態に係る第１の変形例は、図１及び図２に示すように、円筒状の金属ケース１１０をＭＥＭＳチップ１０及び特殊目的型半導体（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ；以下、ＡＳＩＣという）チップ２０が実装された基板１２０にレーザーで仮溶接して固定した後に、接着剤１４０で金属ケース１１０を基板１２０に接合したものである。ここで、接着剤１４０には、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、シルバーペースト、シリコン、ウレタン、アクリル、クリームソルダーなどが利用可能である。
【００３０】
図１及び図２に示すように、基板１２０には、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース１１０と接触する部分に円状の接続パターン１２１が形成されている。そして、図示していないが、必要により電磁波遮蔽またはＥＳＤ遮蔽のためのキャパシタや抵抗などが共に実装され得る。
【００３１】
基板１２０の大きさは、金属ケース１１０の大きさより大きいことから、外部デバイスと接続する接続パッド又は接続端子を広いＰＣＢ基板面上に自由に配置でき、接続パターン１２１は、一般的なＰＣＢ製作工程により銅箔を載置した後、ニッケル（Ｎｉ）又は金（Ａｕ）メッキして形成したものである。このとき、基板１２０には、例えばＰＣＢ基板、セラミック基板、ＦＰＣＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）基板、メタルＰＣＢ基板など多様な基板を用いることができる。
【００３２】
金属ケース１１０は、基板１２０との接続面が開口されて、内部にチップ部品を実装できるようにした円筒状であって、上面には音響が流入できるように音響ホール１１０ａが形成されている。金属ケース１１０の材質には、黄銅、銅、ステインレススティール、アルミニウム、ニッケル合金などが可能であり、金メッキ又は銀メッキして用いることもでき、金属ケース１１０の形状は、円状や四角状など、多様な形状が可能である。
【００３３】
このような金属ケース１１０を基板１２０の接続パターン１２１に配置した後、図示していないレーザー加工機を利用して接続部位の一部分である仮溶接点１３０をレーザーで仮溶接し、金属ケース１１０と基板１２０とを一次固定した後、接着剤１４０を接合部位の全体面の周りに塗布してマイクロフォンパッケージングを完成する。ここで、「仮溶接」とは、金属ケース１１０と基板１２０とが接する全体面を溶接することではなく、金属ケース１１０と基板１２０とを固定するために、１ケ所以上の複数所（これを仮溶接点といい、好ましくは２ケ所〜４ケ所）を点溶接することを意味する。このように仮溶接により金属ケース１１０と基板１２０との間に形成された接合点を仮溶接点１３０といい、このような仮溶接点１３０により金属ケース１１０がＰＣＢ１２０に固定されて、基板１２０に金属ケース１１０を接着剤１４０で接着する場合や硬化過程において、金属ケース１１０が動かなくなって正しい位置で接合が行われることができる、また、接続パターン１２１は、接続端子１２５と接続しており、ここに金属ケース１１０が接着されれば、外部雑音の流入を遮断して雑音を除去しやすいという利点がある。
【００３４】
このようにパッケージが完成されたマイクロフォンの組立体は、図１に示すように、基板１２０の接続パターン１２１と金属ケース１１０とがレーザーの仮溶接により固定された後、接着剤１４０で接合されており、金属ケース１１０と基板１２０との間の空間１５０は、音響チャンバーとして機能する。
【００３５】
基板１２０の底面には、外部デバイスと接続する接続端子１２３、１２５が少なくとも２個以上８個まで形成されることができ、各接続端子１２３、１２５は、スルーホール１２４を介してチップ部品面と電気的に導通され得る。特に、本発明の実施の形態において、接続端子１２３，１２５を基板１２０の周辺部まで長く形成する場合、露出面を介して電気ごてなどを接近してリワーク作業を容易にすることができる。
【００３６】
ＭＥＭＳチップ１０は、図３に示すように、シリコンウェーハ１４上にＭＥＭＳ技術を利用してバックプレート１３を形成した後、スペーサ１２を間において振動膜１１が形成された構造からなっている。このようなＭＥＭＳチップ１０の製造技術は、既に知られたものであるため、これ以上の説明は省略する。
【００３７】
ＡＳＩＣチップ２０は、ＭＥＭＳチップ１０と接続して電気的信号を処理する部分であって、図４に示すように、ＭＥＭＳチップ１０がコンデンサーマイクロフォンとして動作するように電圧を提供する電圧ポンプ２２と、ＭＥＭＳチップ１０を介して感知された電気的な音響信号を増幅またはインピーダンス整合させ、接続端子を介して外部に提供するためのバッファＩＣ２４とで構成される。ここで、電圧ポンプ２２は、例えばＤＣ−ＤＣコンバーターであり、バッファＩＣ２４は、例えばアナログ増幅器やアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）などを用いることができる。図４の回路図において、コンデンサー記号「Ｃ０」は、ＭＥＭＳチップ１０に対した電気的な等価回路を示し、ＭＥＭＳマイクロフォンパッケージ１００は、３個の接続端子（Ｖｄｄ，ＧＮＤ，Ｏｕｔｐｕｔ）を介して外部デバイスと接続することが分かる。
【００３８】
本発明の第１の実施の形態では、金属ケース１１０を基板１２０に固定することを、レーザーによる仮溶接を例に挙げて説明したが、ハンダ付け、パンチングなどによる他の方式により金属ケース１１０を基板１２０に固定することも可能であり、接着剤１４０には、例えば、導電性又は非導電性エポキシ類、シルバーペースト、シリコン、ウレタン、アクリル、クリームソルダーなどを用いることができる。
【００３９】
［パッケージ方法］
図５は、本発明の第１の実施形態に係るシリコンコンデンサーマイクロフォンのパッケージ手順を示すフローチャートである。
【００４０】
本発明の第１の実施形態に係るシリコンコンデンサーマイクロフォンをパッケージングする方法は、同図に示すように、基板１２０を投入するステップＳ１と、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０を基板１２０上に実装するステップＳ２、金属ケース１１０を投入するステップＳ３、基板の接続パターン１２１に金属ケース１１０を合わせるステップＳ４、金属ケース１１０の終端部と基板の接続パターン１２１とを仮溶接などにより固定するステップＳ５、金属ケース１１０を基板１２０に固定した後に、基板１２０と金属ケース１１０とが接する部分の全体の周りを接着剤１４０で塗布して金属ケース１１０と基板１２０とを接合するステップＳ６、接着剤１４０を硬化させるステップＳ７とで構成される。
【００４１】
このとき、基板１２０には、ＰＣＢ基板、セラミック基板、ＦＰＣＢ基板、メタルＰＣＢ基板など多様な基板を用いることができ、基板１２０には、金属ケース１１０と接続する接続パターン１２１が形成されている。
【００４２】
また、金属ケース１１０の材質には、黄銅、銅、ステインレススティール、アルミニウム、ニッケル合金などが可能であり、金メッキ又は銀メッキして用いることもでき、金属ケース１１０の形状は、円状や四角状など多様な形状が可能である。
【００４３】
そして、金属ケース１１０を基板１２０に固定するステップＳ５は、レーザー溶接やハンダ付け等による仮溶接やパンチングなどが可能であり、接着剤１４０には、導電性又は非導電性エポキシ類が用いられることができ、接着剤１４０で接合した後には、自然硬化、紫外線硬化、熱硬化などで接着剤１４０を硬化させてマイクロフォンの製作を完了する。
【００４４】
このような本発明の第１の実施形態に係るパッケージ方法によれば、金属ケース１１０を基板１２０にレーザーで仮溶接して固定した後、接着剤１４０で接着して硬化させることによって、接合力（電気的接続力及び密封性能）が強化されて音質が向上し、外部雑音にも強く、特に、不良の発生を減らし、工程費用を低減して、全体製造原価を大幅低くすることができるという長所がある。
【００４５】
１．２）第１の実施の形態の第２の変形例
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る第２の変形例の分離斜視図であって、本発明の第１の実施形態の第２の変形例は、四角筒状の金属ケース２１０を基板２２０にレーザーで仮溶接して固定した後に、接着剤１４０で接着して硬化させたものである。
【００４６】
図６に示すように、基板２２０には、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース２１０と接触する部分に四角状の接続パターン２２１が形成されている。接続パターン２２１は、通常のＰＣＢパターン技術により銅箔フィルムで形成されたものである。
【００４７】
金属ケース２１０は、基板２２０と接続する面が開口された四角筒状であって、上面には音響が流入できるように音響ホール２１０ａが形成されている。
【００４８】
このような金属ケース２１０を基板２２０の接続パターン２２１に配置した後、図示していないレーザー加工機を利用して、図６に示すように、各面で一ケ所の接続部位をレーザー溶接して仮溶接点１３０を形成し、接着剤１４０を接続面の周り全体に塗布した後に硬化させて、パッケージングを完成する。ここで、接続パターン２２１は、接地端子と接続しており、ここに金属ケース２１０が溶接されれば、外部雑音の流入を遮断して雑音を除去しやすいという利点がある。
【００４９】
このようにパッケージングが完成されたマイクロフォンの組立体は、図１に示すものと同様なので、説明の重複を避けるために、これ以上の説明は省略する。
【００５０】
１．３）第１の実施の形態の第３の変形例
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る第３の変形例の分離斜視図であって、本発明の第１の実施形態の第３の変形例は、終端部に「Ｌ」形状に突出された翼１１６が形成された円筒状の金属ケース１１０´を基板１２０にレーザーで仮溶接して固定した後に、接着剤１４０で接合して硬化させたものである。
【００５１】
図７に示すように、基板１２０には、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース１１０´と接触する部分に円状の接続パターン１２１が形成されている。基板１２０の大きさは、金属ケース１１０の大きさより大きいことから、外部デバイスと接続する接続パッドや接続端子を広いＰＣＢ面上に自由に配置でき、接続パターン１２１は、一般的なＰＣＢ製作工程により銅箔を載置した後、ニッケル（Ｎｉ）又は金（Ａｕ）メッキすることが好ましい。本発明の第３の実施の形態において接続パターン１２１は、金属ケースに形成された翼１１６に対応し、第１の実施の形態より幅が大きいことが好ましい。
【００５２】
第３の変形例の金属ケース１１０´は、基板１２０と接続面が開口された円筒状であって、上面には音響が流入できるように音響ホール１１０ａが形成されており、ケース本体１１４の終端には、外側に突出された翼１１６が形成されている。
【００５３】
このような金属ケース１１０´の終端部の翼１１６をＰＣＢ基板の接続パターン１２１に配置した後、図示していないレーザー加工機を利用して仮溶接してケース１１０´と基板１２０とを固定した後、接着剤１４０で接着してパッケージングを完成する。
【００５４】
１．４）第１の実施の形態の第４の変形例
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る第４の変形例の分離斜視図であって、本発明の第１の実施形態に係る第４の変形例は、終端部に「Ｌ」形状に突出された翼２１６が形成された四角筒状の金属ケース２１０´を基板２２０にレーザーで仮溶接して固定した後、接着剤１４０で接合して硬化させたものである。
【００５５】
図８に示すように、基板２２０には、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース２１０´と接触する部分に四角状の接続パターン２２１が形成されている。基板２２０の大きさは、金属ケース２１０´の大きさより大きいことから、外部デバイスと接続する接続パッドや接続端子を広いＰＣＢ面上に自由に配置でき、接続パターン２２１は、一般的なＰＣＢ製作工程により銅箔を載置した後、ニッケル（Ｎｉ）又は金（Ａｕ）メッキすることが好ましい。本発明の第４実施の形態において接続パターン２２１は、金属ケース２１０´の本体２１４の終端部に形成された翼２１６に対応し、第２の実施の形態より幅が広いことが好ましい。
【００５６】
金属ケース２１０´は、基板２２０と接続面とが開口された四角筒状であって、上面には、音響が流入できるように音響ホール２１０ａが形成されており、ケース本体２１４の終端面には、外側に突出された翼２１６が形成されている。
【００５７】
このような金属ケースの終端部の翼２１６をＰＣＢ基板の接続パターン２２１に配置した後、図示していないレーザー加工機で仮溶接してケース２１０´と基板２２０とを固定した後、接着剤１４０で接着してパッケージングを完成する。
【００５８】
１．５）第１の実施の形態の第５の変形例
図９は、本発明の第１の実施の形態に係る第５の変形例の側断面図である。
【００５９】
本発明の第１の実施形態の第５の変形例に係るシリコンコンデンサーマイクロフォンは、円筒状の金属ケース１１０が金属ケースより広い基板１２０に仮溶接で固定された後、接着剤１４０で接合されており、基板部品面１２０ｃには、マイクロフォンが用いられる製品のメインＰＣＢ３００の接続パッド３０２と接続する接続端子１２２が形成されている。本発明の第１の実施形態の第５の変形例では、接続端子が４個であることを例に挙げたが、これは、１つの例に過ぎず、少なくとも２個以上８個まで形成されることができ、参照番号１３０は、仮溶接による仮溶接点を示す。そして接続端子１２２を基板の側壁部まで拡張するか、側壁部に続き部品面の反対面まで拡張する場合、電気ごてなどの熱伝逹が改善されて、リワーク作業がより便利になることができる。
【００６０】
そして、本発明の第１の実施形態の第５の変形例に係るシリコンコンデンサーマイクロフォンが実装される製品のメインＰＣＢ３００は、シリコンコンデンサーマイクロフォンのケース１１０が実装できるように、円状の挿入ホール３００ａが形成されており、マイクロフォンの基板１２０に形成された接続端子１２２に対応し、接続パッド３０２が形成されている。
【００６１】
このようにメインＰＣＢ３００にシリコンコンデンサーマイクロフォンが実装された本発明の第１の実施形態の第５の変形例のマイクロフォンは、図９に示すように、基板部品面１２０ｃの中央部分から突出された金属ケース１１０がメインＰＣＢ３００の挿入ホール３００ａに挿入されるとともに、メインＰＣＢの接続パッド３０２とマイクロフォンの接続端子１２２とがハンダ付け３０４により接続されている形状である。
【００６２】
したがって、本発明の第１の実施形態の第５の変形例の実装方式によれば、マイクロフォンの基板の上に突出されたケース１１０部分が、メインＰＣＢ３００に形成された挿入ホール３００ａに挿入されることから、実装後の全体高ｔが従来のマイクロフォンにおいて部品面の反対面に接続端子が形成されて、メインＰＣＢ上に実装されるときの全体高より低くなり、製品の部品実装の空間を效率的に使用することができる。
【００６３】
このようなシリコンコンデンサーマイクロフォンの金属ケースの内部には、図９の断面図に示すように、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が基板１２０上に実装されており、金属ケース１１０と接触する部分に円状の接続パターン１２１が形成されている。
【００６４】
このとき、基板１２０には、ＰＣＢ基板、セラミック基板、ＦＰＣＢ基板、メタルＰＣＢ基板など多様な基板を用いることができ、金属ケース１１０は、音響が流入できるように音響ホール１１２が形成されており、黄銅、銅、ステインレススティール、アルミニウム、ニッケル合金などからなっており、金メッキ又は銀メッキして用いることができる。
【００６５】
そして、図９の側断面図に示すように、接続端子１２２を基板の側壁部を経て部品面の反対面まで拡張する場合、電気ごてなどの熱伝逹が改善され、リワーク作業がより容易となり、図示していないが、接続端子１２２を基板の側壁部までのみ拡張することもできる。
【００６６】
２．第２の実施の形態
２．１）第２の実施の形態の第１の変形例
図１０は、本発明の第２の実施の形態によって基板に音響ホールが形成されたシリコンコンデンサーマイクロフォンの第１の変形例の分離斜視図であり、図１１は、図１０に示すシリコンコンデンサーマイクロフォンの側断面図である。
【００６７】
本発明の第２の実施の形態の第１の変形例は、図１０及び図１１に示すように、上面が閉塞された円筒状の金属ケース１１０を、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が実装され、音響ホール１２０ａが形成された基板１２０の接続パターン１２１とレーザーで仮溶接して、金属ケース１１０を基板１２０に固定した後、接続面全体の周りを接着剤１４０で接合する例である。ここで、接着剤１４０には、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、シルバーペースト、シリコン、ウレタン、アクリル、クリームソルダーなどが可能である。
【００６８】
図１０及び図１１に示すように、基板１２０の中央部には、外部音を流入するための音響ホール１２０ａが形成されており、音響ホール１２０ａの周囲には、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース１１０と接触する部分に円状の接続パターン１２１が形成されている。そして、図示していないが、必要により電磁波遮蔽またはＥＳＤ遮蔽のためのキャパシタや抵抗などが共に実装できる。
【００６９】
基板１２０の大きさは、金属ケース１１０の大きさより大きいことから、外部デバイスと接続する接続パッドや接続端子を広い基板面上に自由に配置でき、接続パターン１２１は、一般的なＰＣＢ製作工程により銅箔を載置した後、ニッケル（Ｎｉ）又は金（Ａｕ）メッキして形成されたものである。このとき、基板１２０には、ＰＣＢ基板、セラミック基板、ＦＰＣＢ基板、メタルＰＣＢ基板など多様な基板を用いることができる。
【００７０】
金属ケース１１０は、一面は閉塞されており、基板１２０との接続面は開口されて、内部にチップ部品を実装できるようになった円筒状であって、基板の音響ホール１２０ａを介して外部の音が流入できるようになった構造であるから、金属ケース１１０の底面は閉塞されている構造である。金属ケース１１０の材質には、黄銅、銅、ステインレススティール、アルミニウム、ニッケル合金などが可能であり、金メッキ又は銀メッキして用いることもでき、金属ケースの形状は、円状や四角状など多様な形状が可能である。
【００７１】
このような金属ケース１１０を基板１２０の接続パターン１２１に配置した後、図示していないレーザー加工機を利用して仮溶接点１３０をレーザーで仮溶接し、ケース１１０を基板１２０に固定した後、接続面の全体の周りに接着剤１４０を塗布することにより、マイクロフォンパッケージングを完成する。このように仮溶接によりケース１１０と基板１２０との間に形成された接合点を仮溶接点１３０といい、このような仮溶接点１３０によりケース１１０が基板１２０に固定されて、基板１２０にケース１１０を接着剤１４０で接着する場合や硬化過程において、ケース１１０が動かなくなって、正しい位置で接合が行われることができる。また、接続パターン１２１は、接続端子１２５と接続しており、ここに金属ケース１１０が接着されれば、外部雑音の流入を遮断して雑音を除去しやすいという利点がある。
【００７２】
このようにパッケージングが完成されたマイクロフォンの組立体は、図１１に示すように、基板１２０の接続パターン１２１と金属ケース１１０とがレーザーによる仮溶接点１３０に固定された後、接着剤１４０で接合されており、金属ケース１１０と基板１２０との間の空間１５０は、音響チャンバーとして機能する。
【００７３】
また、基板１２０には、外部音響を入力するための音響ホール１２０ａが形成されており、基板１２０の底面音響ホールの周囲には、メインＰＣＢ３００とマイクロフォンとの間の空間で音波の歪みを防止するために、音響ホール１２０ａをハンダ付けによりシーリング（Ｈｏｌｅ  ｓｅａｌｉｎｇ）するためのシーリング端子１２０ｂが形成されている。このとき、外部デバイスと接続する接続端子１２３、１２５は、少なくとも２ケ以上８ケまで形成されることができ、各接続端子１２３、１２５は、スルーホール１２４を介してチップ部品面と電気的に導通できる。特に、本発明の実施の形態において、接続端子１２３、１２５を基板１２０の周辺部まで長く形成する場合、露出面を介して電気ごてなどを接近して、リワーク作業を容易にすることができる。
【００７４】
このような本発明の第２の実施形態に係るマイクロフォンをメインＰＣＢ３００に実装した例は、図１５に示す通りである。
【００７５】
図１５に示すように、マイクロフォンを実装する製品のメインＰＣＢ３００には、外部音を流入するためのメイン音響ホール３００ｂが形成されており、このメイン音響ホール３００ｂの周囲には、メインＰＣＢ３００とマイクロフォンとの間の空間で音波の歪みを防止するために、メイン音響ホール３００ｂをハンダ付けによりシーリングするためのシーリング端子３０６が形成されており、マイクロフォンの接続端子１２３、１２５に対応して接続パッド３０２が形成されている。このようなメインＰＣＢ３００に本発明の第２の実施形態に係るマイクロフォンをハンダ付け３０４により接続すれば、外部の音響は、メインＰＣＢ３００のメイン音響ホール３００ｂを介して流入した後、シーリング端子３０６によりシーリングされる領域を経て、マイクロフォン基板１２０の音響ホール１２０ａを介してマイクロフォンの内部に入力される。
【００７６】
一方、図１０に示した本発明の第２の実施の形態の第１の変形例では、部品が実装されていない位置の基板に音響ホールが形成されたことを例に挙げて説明したが、他の変形例として、図１６及び図１７に示すように、ＭＥＭＳチップ１０が付着された位置の基板に音響ホール１２０ａを形成することもできる。図１６及び図１７に示した本発明の第２の実施の形態の他の変形例では、基板の音響ホール１２０ａを介して流入した外部音響が、ＭＥＭＳチップ１０に直ちに流入して振動板を振動させるようになっている。
【００７７】
２．２）第２の実施の形態の第２の変形例
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る第２の変形例の分離斜視図であって、本発明の第２の変形例は、四角筒状の金属ケース２１０を基板２２０にレーザーで仮溶接した後、接着剤１４０で接合したことである。第２の変形例では、四角状ケース２１０の各面に一地点ずつ仮溶接して全て４個の仮溶接点１３０が形成されている。
【００７８】
図１２に示すように、基板２２０には、外部音を流入するための音響ホール２２０ａが形成されており、音響ホール２２０ａの周囲には、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース２１０と接触する部分に四角状の接続パターン２２１が形成されている。接続パターン２２１は、通常のＰＣＢパターン技術により銅箔フィルムで形成されたものであって、基板２２０の底面の音響ホール２２０ａの周囲には、メインＰＣＢ３００とマイクロフォンとの間の空間で音波の歪みを防止するために、音響ホールをハンダ付けによりシーリングするためのシーリング端子１２０ｂが形成されている。
【００７９】
金属ケース２１０は、基板２２０と接続する面が開口された四角筒状であって、基板の音響ホール２２０ａを介して外部音を流入することから、ケースの底面は閉塞されている。
【００８０】
このような金属ケース２１０を基板２２０の接続パターン２２１に整列した後、図示していないレーザー加工機を利用して仮溶接点１３０をレーザーで仮溶接してケース２１０を固定し、接続面の全体の周りに接着剤１４０を塗布した後に硬化させて、マイクロフォンパッケージングを完成する。ここで、接続パターン２２１は、接地端子と接続しており、ここに金属ケース２１０が溶接されれば、外部雑音の流入を遮断して雑音を除去すること容易であるという利点がある。
【００８１】
このようにパッケージングが完成されたマイクロフォンの組立体は、図１１に示すものと同様であるため、説明の重複を避けるために、これ以上の説明は省略する。
【００８２】
２．３）第２の実施の形態の第３の変形例
図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る第３の変形例の分離斜視図であって、本発明の第２の実施の形態に係る第３の変形例は、終端に「Ｌ」形状に突出された翼１１６が形成された円筒状の金属ケース１１０´と基板１２０との仮溶接点１３０をレーザーで仮溶接して互いに固定した後、接着面の全体の周りを接着剤１４０で接合したものである。
【００８３】
図１３に示すように、基板１２０には、外部音を流入するための音響ホール１２０ａが形成されており、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース１１０´と接触する部分に円状の接続パターン１２１が形成されている。図示していないが、基板１２０の底面音響ホール１２０ａの周囲には、メインＰＣＢ３００とマイクロフォンとの間の空間で音波の歪みを防止するために、音響ホール１２０ａをハンダ付けによりシーリングするためのシーリング端子１２０ｂが形成されている。基板１２０の大きさは、金属ケースの大きさより大きいことから、外部デバイスと接続する接続パッドや接続端子を広いＰＣＢ面上に自由に配置でき、接続パターンは、一般的なＰＣＢ製作工程により銅箔を載置した後、ニッケル（Ｎｉ）又は金（Ａｕ）メッキすることが好ましい。本発明の第２の実施の形態の第３の変形例において接続パターン１２１は、金属ケースに形成された翼１１６に対応して第１の変形例より幅が広いことが好ましい。
【００８４】
本発明の第２の実施の形態の第３の変形例の金属ケース１１０´は、基板１２０と接続面とが開口された円筒状であって、ＰＣＢ基板の音響ホール１２０ａを介して外部音を流入することから、ケースの底面は閉塞されており、ケース本体１１４の終端面には、外側に突出された翼１１６が形成されている。
【００８５】
このような金属ケース１１０´の終端翼１１６をＰＣＢ基板の接続パターン１２１に配置した後、図示していないレーザー加工機を利用してレーザーで仮溶接してケース１１０´を基板１２０に固定した後、接着剤１４０で接合してパッケージングを完成する。
【００８６】
２．４）第２の実施の形態の第４の変形例
図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る第４の変形例の分離斜視図であって、本発明の第２の実施の形態に係る第４の変形例は、終端に「Ｌ」形状に突出された翼２１６が形成された四角筒状の金属ケース２１０´を基板２２０にレーザーで仮溶接して固定した後、接着剤で接合したものである。
【００８７】
図１４に示すように、基板２２０には、外部音を流入するための音響ホール２２０ａが形成されており、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース２１０´と接触する部分に四角状の接続パターン２２１が形成されている。図示していないが、基板２２０の底面音響ホール２２０ａの周囲には、メインＰＣＢ３００とマイクロフォンとの間の空間において音波の歪みを防止するために、音響ホール２２０ａをハンダ付けによりシーリングするためのシーリング端子が形成されている。基板２２０の大きさは、金属ケース２１０´の大きさより大きいことから、外部デバイスと接続する接続パッドや接続端子を広いＰＣＢ面上に自由に配置でき、接続パターン２２１は、一般的なＰＣＢ製作工程により銅箔を載置した後、ニッケル（Ｎｉ）又は金（Ａｕ）メッキすることが好ましい。
【００８８】
金属ケース２１０´は、基板２２０との接続面が開口された四角筒状であって、ＰＣＢ基板の音響ホール２２０ａを介して外部音を流入することから、ケース２１０´の底面は閉塞されており、ケース本体２１４の終端面には、外側に突出された翼２１６が形成されている。
【００８９】
このような金属ケースの終端翼２１６を基板の接続パターン２２１に整列した後、図示していないレーザー加工機を利用して仮溶接点１３０をレーザーで仮溶接してケース２１０´を基板１２０に固定させ、ケース２１０´と基板１２０との接着面の全体の周りに接着剤１４０を塗布した後に硬化させて、マイクロフォンパッケージングを完成する。
【００９０】
２．５）第２の実施の形態の第５の変形例
図１８は、本発明の第２の実施の形態に係る第５の変形例によって基板の部品面に接続端子が形成され、ＭＥＭＳチップが付着された位置の基板に音響ホールが形成された本発明の第２の実施の形態に係る第５の変形例の側断面図である。
【００９１】
本発明の第２の実施の形態の第５の変形例に係るシリコンコンデンサーマイクロフォンは、図１８に示すように、底面が閉塞された円筒状の金属ケース１１０が金属ケース１１０より広く、外部音を流入するための音響ホール１２０ａが形成された基板１２０に接着剤１４０で付着されており、基板部品面１２０ｃには、マイクロフォンが用いられる製品のメインＰＣＢ３００の接続パッド３０２と接続する接続端子１２２が形成されている。
【００９２】
そして、本発明の第２の実施の形態の第５の変形例に係るシリコンコンデンサーマイクロフォンが実装される製品のメインＰＣＢ３００は、指向性シリコンコンデンサーマイクロフォンのケース１１０が実装され得るように、円状の挿入ホール３００ａが形成されており、マイクロフォンの基板１２０に形成された接続端子１２２に対応して接続パッド３０２が形成されている。
【００９３】
このようにメインＰＣＢ３００にシリコンコンデンサーマイクロフォンが実装された全体構造は、図１８に示すように、基板部品面１２０ｃの中央部分から突出された金属ケース１１０がメインＰＣＢ３００の挿入ホール３００ａに挿入されるとともに、メインＰＣＢの接続パッド３０２とマイクロフォンの接続端子１２２とがハンダ付け３０４により接続されている形状である。
【００９４】
したがって、本発明の第２の実施の形態の第５の変形例に係る実装方式によれば、マイクロフォンの基板の上に突出されたケース１１０部分が、メインＰＣＢ３００に形成された挿入ホール３００ａに挿入されることから、実装後の全体高が従来のマイクロフォンにおいて部品面の反対面に接続端子が形成されてメインＰＣＢ上に実装されるときの全体高さより低くなり、製品の部品実装空間を效率的に用いることができる。
【００９５】
３．第３の実施の形態
３．１）第３の実施の形態の第１の変形例
図１９は、本発明の第３の実施の形態に係るシリコンコンデンサーマイクロフォンの第１の変形例の分離斜視図であり、図２０及び図２１は、本発明の第３の実施の形態に係る第１の変形例の側断面図である。ここで、図２０は、位相遅延体１５１がケース１１０側に付着された場合の断面図であり、図２１は、位相遅延体１５１が基板１２０側に付着された場合の断面図である。
【００９６】
本発明の第３の実施の形態の第１の変形例は、図１９〜図２１に示すように、第１の音のための第１の音響ホール１１０ａが形成された円筒状の金属ケース１１０をＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が実装された基板１２０にレーザーで仮溶接して、ケース１１０を基板１２０に固定した後、接着剤１４０でケース１１０を基板１２０に接合したことである。ここで、接着剤１４０には、例えば導電性エポキシ、非導電性エポキシ、シルバーペースト、シリコン、ウレタン、アクリル、クリームソルダーなどを用いることが可能である。
【００９７】
図１９〜図２１に示すように、基板１２０には、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース１１０と接触する部分に円状の接続パターン１２１が形成されている。そしてＭＥＭＳチップ１０が実装された位置の基板１２０には、第２の音を流入するための第２の音響ホール１２０ａが形成されており、第２の音響ホール１２０ａの周辺の外側には、シーリング端子１２０ｂが形成されている。
【００９８】
基板１２０の大きさは、金属ケース１１０の大きさより大きいことから、外部デバイスと接続する接続パッドや接続端子を広い基板面上に自由に配置でき、接続パターン１２１は、一般的なＰＣＢ製作工程により銅箔を載置した後、ニッケル（Ｎｉ）又は金（Ａｕ）メッキして形成されたものである。このとき、基板１２０には、例えばＰＣＢ基板、セラミック基板、ＦＰＣＢ基板、メタルＰＣＢ基板など多様な基板を用いることができる。
【００９９】
金属ケース１１０は、基板１２０との接続面が開口されて内部にチップ部品を実装できるようになった円筒状であって、上面には、第１の音が流入できるように第１の音響ホール１１０ａが形成されている。金属ケース１１０の材質には、例えば黄銅、銅、ステインレススティール、アルミニウム、ニッケル合金などを用いることが可能であり、金メッキ又は銀メッキして用いることもでき、金属ケースの形状は、円状や四角状、ケースの終端部に翼が突出された形状など多様な形状が可能である。
【０１００】
このような金属ケース１１０を基板１２０の接続パターン１２１に配置した後、図示していないレーザー加工機を利用して接続部位である仮溶接点１３０をレーザーで仮溶接して、ケース１１０と基板１２０とを固定した後、接着剤１４０を接合部位の全体面に塗布して、マイクロフォンパッケージングを完成する。
【０１０１】
このようにパッケージングが完成された指向性マイクロフォンの組立体は、図２０及び図２１に示すように、基板１２０の接続パターン１２１と金属ケース１１０とがレーザーの仮溶接により固定された後、接着剤１４０で接合されている。そして、マイクロフォンが指向特性を有することができるように、流入した音を位相遅延させるための位相遅延体１５１がケース１１０又は基板１２０のうちのいずれかに設置されている。
【０１０２】
基板１２０の底面には、外部デバイスと接続する接続端子１２３、１２５が少なくとも２個以上８個まで形成されることができ、各接続端子１２３、１２５は、スルーホール１２４を介してチップ部品面と電気的に導通できる。特に、本発明の第３の実施の形態において、接続端子１２３、１２５を基板１２０の周辺部まで長く形成する場合、露出面を介して電気ごてなどを接近して、リワーク作業を容易にすることができる。
【０１０３】
３．２）第３の実施の形態の第２の変形例
図２２は、本発明の第３の実施の形態に係る第２の変形例の分離斜視図であって、本発明の第３の実施の形態の第２の変形例は、第１の音を流入するための第１の音響ホール２１０ａが形成された四角筒状の金属ケース２１０を第２の音を流入するための第２の音流入ホールが形成された基板２２０にレーザーで仮溶接して固定した後、接着剤１４０で接着して硬化させたものである。
【０１０４】
図２２に示すように、基板２２０には、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が実装されており、ＭＥＭＳチップ１０が実装された位置の基板２２０には、第２の音を流入するための第２の音流入ホールが形成されている。そして、金属ケース２１０と接触する部分に四角状の接続パターン２２１が形成されているが、接続パターン２２１は、通常のＰＣＢパターン技術により銅箔フィルムで形成されたものである。
【０１０５】
金属ケース２１０は、基板２２０と接続する面が開口された四角筒状であって、上面には、第１の音が流入できるように第１の音響ホール２１０ａが形成されている。
【０１０６】
このような金属ケース２１０を基板２２０の接続パターン２２１に整列した後、図示していないレーザー加工機を利用して各面で１ケ所の接続部位をレーザー溶接して仮溶接点１３０を形成し、接着剤１４０を接続面の周りの全体に塗布した後に硬化させて、パッケージングを完成する。ここで、接続パターン２２１は、接地端子と接続しており、ここに金属ケース２１０が溶接されれば、外部雑音の流入を遮断して雑音を除去しやすいという利点がある。
【０１０７】
このようにパッケージングが完成された指向性シリコンコンデンサーマイクロフォンの組立体は、ケースの形状を除いては本発明の第３の実施の形態の第１の変形例と同様なので、説明の重複を避けるために、これ以上の説明は省略する。
【０１０８】
３．３）第３の実施の形態の第３の変形例
図２３は、本発明の第３の実施の形態の第３の変形例によって接続端子が部品実装面に形成された指向性コンデンサーマイクロフォンの実装概念図であり、図２４は、図２３に示す指向性シリコンコンデンサーマイクロフォンの実装時の側断面図である。
【０１０９】
本発明の第３の実施の形態の第３の変形例に係る指向性シリコンコンデンサーマイクロフォンは、図２３及び図２４に示すように、底面に第１の音を流入するための第１の音響ホール１１０ａが形成された円筒状の金属ケース１１０が、金属ケース１１０より広く、第２の音を流入するための第２の音響ホール１２０ａが形成された基板１２０に接着剤１４０で付着されており、基板部品面１２０ｃには、マイクロフォンが用いられる製品のメインＰＣＢ３００の接続パッド３０２と接続する接続端子１２２が形成されている。
【０１１０】
そして、本発明の第３の実施の形態の第３の変形例に係る指向性シリコンコンデンサーマイクロフォンが実装される製品のメインＰＣＢ３００は、指向性シリコンコンデンサーマイクロフォンのケース１１０が実装できるように、円状の挿入ホール３００ａが形成されており、マイクロフォンの基板１２０に形成された接続端子１２２に対応して接続パッド３０２が形成されている。
【０１１１】
このようにメインＰＣＢ３００に指向性シリコンコンデンサーマイクロフォンが実装された全体構造は、図２４に示すように、基板部品面１２０ｃの中央部分から突出された金属ケース１１０が、メインＰＣＢ３００の挿入ホール３００ａに挿入されるとともに、メインＰＣＢの接続パッド３０２とマイクロフォンの接続端子１２２とがハンダ付け３０４により接続されている形状である。
【０１１２】
したがって、本発明の第３の実施の形態の第３の変形例にかかる実装方式によれば、マイクロフォンの基板の上に突出されたケース１１０部分が、メインＰＣＢ３００に形成された挿入ホール３００ａに挿入されることから、実装後の全体高が従来のマイクロフォンにおいて部品面の反対面に接続端子が形成されてメインＰＣＢ上に実装されるときの全体高より低くなり、製品の部品実装空間を效率的に用いることができる。
【０１１３】
このような指向性シリコンコンデンサーマイクロフォンの金属ケース１１０の内部には、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が基板１２０上に実装されており、基板１２０の中央部分に第２の音を流入するための第２の音響ホール１２０ａが形成されており、第１の音響ホール１１０ａの内側には、指向性のための位相遅延体１５１が付着されている。ここで、図示していないが、位相遅延体１５１は、第１の音響ホール１１０ａの内外側や第２の音響ホール１２０ａの内外側に付着され得る。
【０１１４】
図２４に示すように、パッケージングが完成された指向性シリコンコンデンサーマイクロフォンの組立体は、ＭＥＭＳチップ１０及びＡＳＩＣチップ２０が実装された基板１２０上に金属ケース１１０がレーザー仮溶接により固定された後、接着剤１４０で接続パターン１２１と接合されている。
【０１１５】
金属ケース１１０において、ＭＥＭＳチップ１０の位置と一致する部分には、第１の音を流入するための第１の音響ホール１１０ａが形成されており、基板１２０においてＭＥＭＳチップ１０が実装された位置には、第２の音を流入するための第２の音響ホール１２０ａが形成されており、第１の音響ホール１１０ａの内側には、位相遅延体１５１が付着されている。
【０１１６】
このような第３の変形例の構造では、第１の音響ホール１１０ａ又は第２の音響ホール１２０ａを介して流入した音響が、位相遅延体１５１を通過しながら位相が変化されて指向特性を有するようになる。
【０１１７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る第１の変形例の側断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る第１の変形例の分離斜視図である。
【図３】本発明に適用されるＭＥＭＳチップの構造を示す説明図である。
【図４】本発明に係るシリコンコンデンサーマイクロフォンの回路図である。
【図５】本発明に係るシリコンコンデンサーマイクロフォンのパッケージ手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る第２の変形例の分離斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る第３の変形例の分離斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る第４の変形例の分離斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る第５の変形例の側断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る第１の変形例の分離斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る第２の変形例の側断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る第２の変形例の分離斜視図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る第３の変形例の分離斜視図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る第４の変形例の分離斜視図である。
【図１５】本発明により基板に音響ホールが形成されたシリコンコンデンサーマイクロフォンをメインＰＣＢに実装した例の側断面図である。
【図１６】第２の実施の形態の他の変形例であって、ＭＥＭＳチップが付着された位置の基板に音響ホールが形成された場合の分離斜視図である。
【図１７】図１６に示す他の変形例の側断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係る第５の変形例の側断面図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態に係る第１の変形例の分離斜視図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係る第１の変形例の側断面図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に係る第１の変形例の他の側断面図である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態に係る第２の変形例の分離斜視図である。
【図２３】本発明の第３の実施の形態に係る第３の変形例の分離斜視図である。
【図２４】本発明の第３の実施の形態に係る第３の変形例の側断面図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０    ＭＥＭＳチップ
１１    振動膜
１２    スペーサ
１３    バックプレート
１４    シリコンウェーハ
２０    ＡＳＩＣチップ
２２    電圧ポンプ
２４    バッファＩＣ
１００    マイクロフォンパッケージ
１１０、１１０´    金属ケース
１１０ａ    第１の音響ホール
１１２    音響ホール
１１４    ケース本体
１１６    翼
１２０    基板
１２０ａ    第２の音響ホール
１２０ｂ    シーリング端子
１２０ｃ    基板部品面
１２１    接続パターン
１２２、１２３、１２５    接続端子
１２４    スルーホール
１３０    仮溶接点
１４０    接着剤
１５０    空間
１５１    位相遅延体
２１０    金属ケース
２１０ａ    第１の音響ホール
２１４    ケース本体
２１６    翼
２２０    基板
２２０ａ    音響ホール
２２１    接続パターン
３００    メインＰＣＢ
３００ａ    挿入ホール
３００ｂ    メイン音響ホール
３０２    接続パッド
３０４    ハンダ付け
３０６    シーリング端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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